摘要：建立了考虑1节机车和4节敞车的货物列车空气动力学模型，研究了风速对空载和满载敞车车体表面压力分布规律的影响，计算了敞车受到的气动载荷，并将气动载荷加载到货物列车动力学模型，从车体姿态和运行安全性两方面分析了不同速度横风作用下空载和满载敞车的动力学特性。研究结果表明：在横风作用下，机车后第1节敞车受到的侧力、升力和侧滚力矩最大，当风速为10 m·s-1时，最大值分别为-7.17 kN，4.59 kN，1.89 kN·m；对于第1节敞车，当风速为10 m·s-1时，满载敞车受到的侧力、点头力矩和摇头力矩相比于空载敞车分别减小了15.8%、79.0%和12.2%，而受到的升力和侧滚力矩分别增大了39.9%和56.6%，因此，装载状态对横风作用下敞车受到的气动载荷有较大影响；空载敞车更易受气动载荷影响，当风速为25、30 m·s-1时，空载敞车1的车体横移分别为-12.66、-14.82 mm，满载敞车1的车体横移分别为-12.01、-13.68 mm，空载敞车1的车体侧滚角分别-0.69°、-0.83°，满载敞车1的车体侧滚角分别-0.64°、-0.73°，空载敞车横移量与侧滚角显著大于满载敞车；当风速为25 m·s-1时，空载敞车的轮重减载率达到0.68，已超出安全限值0.65，而满载敞车的轮重减载率为0.24，小于安全限值，当风速为30 m·s-1，空载敞车的倾覆系数达到0.75，接近安全限值0.8，而满载敞车的倾覆系数仅为0.23，因此，较大速度横风作用下，空载敞车存在较大的运行安全风险。
文章目录
0 引言
1 计算模型与方法
1.1 空气动力学计算模型
1.2 多体动力学计算模型
2 数值计算模型验证
3 气动特性分析
3.1 车体表面压力分布
3.2 气动载荷计算结果分析
4 动力学特性分析
5 结语
